低碳农业潜力

摘 要：吉林省作为农业大省,农业的发展关系着全省经济的发展,由于吉林省低碳经济发展起步较晚,其发展潜力还需要进一步挖掘.因此,本文基于kaya公式,运用模型量化研究的方法对吉林省各地区农业生产的碳排放量情况进行计算分析与解释,并对吉林省2001年至2010年农业生产的碳排放量情况进行时间序列特征分析,从而得出农业的增长对碳排放影响的强度,最后据此提出利用碳汇资源有效实现低碳农业的途径.

关 键 词：Kaya公式；低碳农业；潜力分析

吉林省作为农业大省,农业的基础地位不言而喻,而如何提高农业在国家战略条件下的持续竞争力,对低碳农业的发展潜力分析成为实现根本意义上的绿色的前期铺垫.以此为基础,本文根据Kaya公式,从理论上构建了低碳经济模型.在空间层面上,将吉林省各地区的经济增长与能源消耗、碳排放量相联系,分析吉林省各地区低碳农业发展潜力.在时序层面上,本文选取了吉林省2001年至2010年农业GDP、农业人口以及碳排放系数等指标,通过计算获得吉林省农业生产中的碳排放量和农业人均碳排放的结果,以此反映吉林省农业生产的碳排放程度,为吉林省制定发展低碳农业的路径提供科学依据.

一、吉林省发展低碳农业的必然性

吉林省在适应并应对气候变化过程中,在以产业生态化发展向低碳化发展转变过程中实现了重大的突破,从三次产业的禀赋来说,在农业上实现低碳化发展,成为了以较低成本实现产业现代化的途径.因此,发展低碳农业,是吉林省建设农业现代化的必然的、可行的路径.

(一)具有规模效应的优势

吉林省是一个典型的以农业为主要产业的省份,其地广人稀的土地条件在农业生产上可以发挥突出的规模效应.在发展低碳农业过程中通过对土地、劳动力等资源要素的投入,利用新型科技改善农业劳动生产率,从而实现农业生产方式的转变,将低碳农业的核心理念展现出来,通过适度的生产和生活方式实现农业节本增效来适度利用吉林省农业规模效应优势.

(二)生态建设长期规划的要求

吉林省省域内各类地形和地质条件决定了生态资源丰富各异,东部的长白山去历来是我国重要的生态功能区,中部的粮食主产区是世界主要玉米区,也是全省重要的商品粮基地,西部的草原区是重要的畜牧生产基地.“十二五”期间,省委、省政府提出要建设西部草原的生态屏障和东部的森林氧吧,从而要求吉林省的生态建设具有保障地区环境的作用和改善气候效果.农业发展的水污染,其大部分由面源污染产生,因此,选择低碳农业的路径更易于完成吉林省整体生态的建设.

(三)食品安全的驱动

吉林省作为农业大省,其土地资源丰富,特色优势农产品品种多样,品质优良,玉米、人参、长白山特产等食品和保健品在国内外有很高的知名度.随着社会逐渐更加关注食品安全问题,市场检测的门槛也愈发严格.作为食品的来源,农产品的安全显得更为突出,其低碳化的生产更显重要.吉林省在控制低碳食品从生产、加工、销售等各个环节的环保指标上在近些年取得了很大的进步,积极实施和推广节能技术,因地制宜利用实现生物质能源,提高农业、农村的低碳效益,从而使低碳食品在国内外的市场占有率加大,提升了吉林省区域竞争力.

二、Kaya公式理论背景及模型构建

(一)Kaya公式理论

从低碳经济的内涵得知,低碳经济模型的结构对于碳排放的计量研究具有关键作用,农业作为与低碳联系最接近的产业,低碳农业的实现相对于其他产业要容易的多,因此论证在农村地区化石燃料的使用率及与CO2排放量之间的关系成为了基本的低碳计量原理,根据这种量化的计量可以从侧面揭示农村可燃资源,例如秸秆的利用效率,以及将林木作为薪柴的程度.因此,依据低碳农业的量化计算原理,据此可以推演农村地区的CO2排放量的计算公式可简单表述为：

ECO2等于KE（1）

（1）式中,ECO2为农村地区二氧化碳的排放量,系数K为碳排放强度或者CO2排放系数,EA为农村地区各种能源总消耗量,在实际中用公式转化为标准煤计算.

由于地域、科技水平和资源构成的差异,系数K值是根据具体情况而定的.根据吉林省农业发展的状况计算时,由于选定的时间限度短,系数K值波动不大,基于吉林省现阶段农村能源的实际用量,能源结构不会出现大的调整,值可以检测设认为是恒量.从而低碳农业的实现问题的研究可以转化为对农村能源利用问题的研究,也进一步确立了低碳农业发展潜力的研究方向,也即农村能源利用中碳排放量的多少,成为了判定实现低碳农业发展潜力的依据.因此,日本学者茅阳一提出了在研究CO2总体排放量时,利用人均GDP、单位GDP耗费能源量和单位能耗的碳排放量来计算的观点,成为了研究低碳农业发展潜力的基础理论和主要着手点,即Kaya公式.可以表述为：

碳排放量等于人口×人均×单位的能源用量×单位能源消耗的碳排放量（2）

(二)潜力模型的构建

在实际应用中,根据统计数据收集的情况,利用Kaya公式可建立CO2排放量计量模型如下：

ECO2等于GDPE0K0（3）

（2.2）式中,ECO2为农村地区二氧化碳的排放量,GDP为农村地区生产总值,E0为农村地区能源的平均能耗,K0为农村地区单位能源用量的碳排放量.根据中国的资源的禀赋及基本国情,以及长期依赖煤来供应所需要的能源的状况长期不能改变,不合理能源消耗结构及较低的能源利用率使煤的燃烧利用率较低.燃烧煤的碳排放量整体上的均值趋近为2.45-2.67标吨.

由于不同类型的能源在碳排放量上有一定的差别,因此,不同能源在实际计算中将折合成标准煤,而煤的含碳量大致在60%-90%.以煤炭的平均利用率为依据,国家发改委建议其取值为67%,表示消耗1kg标准煤将会产生0.67kg碳输出,CO2与碳的比值为3.67,所以K0系数都定为2.4589；但是,在国际上,由于生产条件和利用水平不同,欠发达地区一般使用2.67.本文考虑到吉林省处于经济欠发达状态,所以K0取值为2.67.三、吉林省低碳农业潜力分析

潜力模型中需要使用吉林省相关各地、各期的农业发展数据,这些数据的主要来源为吉林省2010年统计年鉴以及从中节选的农村和农业、林业的相关部分,包括农业人口、农业、能源消耗量到森林面积、蓄积量及变化等.将收集好的数据做汇总后,采用Excel整理数据,利用SPSS.17软件对整理好的数据进行有效的统计分析,现将计算结果汇集如下,并将计算结果进行对比分析.

(一)空间区域的潜力分析

计算结果显示,吉林省2010年的能源使用量为E0等于1.0467吨/万元,全省农业人口P为1481.65万人,全省农业GDP为10,501,500.00万元,全省农村能源使用消耗量为1,099.19万吨,K为2.6kg/人（根据实际的情况,需要将kg换算成万吨单位）,CO2输出量为2,934.83万吨.人均CO2输出量为1.98吨/人/年.具体情况如表1所示：

以表1数据为根据,可以利用图1更为清晰反映吉林省各地区碳排放情况.从中可以清晰地看到,农业CO2排放量最高的是长春地区,其次是四平地区,再次是吉林地区,分别为706.36万吨、591.00万吨、543.33万吨；排放量总量最低的辽源地区为119.53万吨,之后的白山地区为123.06万吨.而从能源消耗量上来看,最高的是长春农村地区,其排放量是最低辽源地区的5.91倍,可见各地区的能源排放量与CO2排放量是有差异的,不同的生产条件和技术水平决定了碳排放量的走势上差别明显.

全省各地区的农业人均碳排放最高的是白山地区,为3.06吨/人/年,其次是四平地区,为2.76吨/人/年,再次是松原地区,为2.56吨/人/年,均低于全国平均水平（3.6吨/人/年）的排放量.据此,可以从表1中分析得出结论,吉林省农业人均碳排放量尚处于较低的水平,低碳农业的发展潜力巨大.

(二)时间序列的潜力分析

下面利用模型从对时间序列分析的角度对低碳农业发展进行研究.按照目前国内外研究惯例,本文选取吉林省2001年至2010年农业GDP、农业人口及碳排放系数等指标,通过计算获得吉林省农业生产中的碳排放量和农业人均碳排放的指标,以此来反映吉林省农业生产中的碳排放程度,如表2所示.

根据表2中的数据,整理出相关的发展趋势图.图2反映2001-2010年吉林农业生产中碳排放量的长期发展趋势,图3显示的是吉林省农业生产碳排放量与农业人均GDP的关系,图4表示出了2001-2010年吉林省农业碳排放环比增速.

根据以上图表,可以分析出吉林省农业生产中的碳排放具有以下特征：

（1）碳排放量呈逐年增长的趋势.

吉林省农业生产碳排放量虽然增长的幅度有大有小,但增长的趋势不变,并且大致可以分为以下三个阶段：第一阶段大致是从2001年至2006年,为缓慢增长阶段；第二阶段是2007年至2008年,是快速增长阶段；第三阶段是2009年至2010年,这阶段呈现出以增速放缓为特征的速度递减式增长阶段.

（2）碳排放量与农业人均GDP正相关.

从图3中明显的呈现出吉林省农业生产中的碳排放量与农业人均存在某种线性相关关系,根据发展趋势可以判断两者线性正相关,即碳排放量随着农业人均的增长而增长.

（3）增速平稳但有波动.

2001年吉林省农业碳排放量为1143.302万吨,相比之下,2010年为2934.829万吨,这期间年平均增长率保持在11.12%.从环比增速来看,2008年开始明显回落,并保持平稳.

经过从时间序列分析的角度进行的潜力研究,可以看出吉林省的农业碳排放量一直处于较低水平（2010年全国人均碳排放量为3.6吨）,并且增长速度较低,这说明在吉林省发展低碳农业的潜力是十分明显的.按照目前7.1%的环比增速,在不考虑全国人均水平变化的情况下,吉林省农业可再发展8.7年才会达到人均3.6吨的排放量水平,所以说,吉林省的低碳农业发展,优势巨大,潜力突出.

四、提升吉林省低碳农业发展水平的对策

(一)发挥碳汇潜力

在环境恶化和能源危机的背景下,发展低碳农业是解决这一问题的有效途径,是转变农业增长方式的必然选择.碳汇作为实现低碳农业的有效手段,如何充分的利用并有效抵减高碳农业的高投入、高产出,同时结合吉林省自身发展的特色及模式,具有重要的现实意义.以增加植被碳汇作为实现低碳农业的有效途径主要通过以下三点：

一是依靠长白山,发展森林植被碳汇模式.由于林木具有吸碳、降碳的特殊功效,植被在实际的转化中能把空气中分散的碳吸收和积累碳,形成碳汇资源.作为调节碳平衡的关键,在长白山地区可通过林权改革、退耕还林、天然林保护来实施造林计划,同时在白山及延边地区发展建设观赏林区,研究良种同时向高碳地区输出种植,增值和利用碳汇资源.

二是依靠黑土地资源,丰富碳汇模式.在中部的粮食种植区,要统筹规划合理的耕作制度,在形成的盐碱地实现免耕,增加有机碳滞留时间,根据土地类型进行合理轮作,提升土壤有机质含量,增加固碳量,依据季节状况提升复种指数.合理施肥,采用间歇性灌溉等人为调节措施,延长地表绿色覆盖时间.同时将林木的生长废物如落叶等用土闷烧,形成进一步的碳循环.

三是利用草种植物的天然氧吧作用,发展草种植物碳汇模式.草种植物具有易植易养,抗旱、防风固沙、涵养水源、净化空气的作用,其储碳能力强,储碳速度快,碳汇资源能够有效的储存.因此在西部的草地等地区,增加单位面积农业的固碳量,在合理的地区种植小球藻、栅藻和水华鱼腥藻、芦苇湿地草等高固碳量植物,在草地区以保持水土和涵养水源为主,对草原进行修复建设,加强退耕还草政策的执行力度.

(二)发展循环农业和生态农业

首先,要强化源头控制,注意对成功的方式方法、政策机制和管理模式的总结.要进一步完善吉林省各级政府农业部门特别是基层政府的责任制,各级政府农业部门应该把循环农业和生态农业的目标责任落实到位.其次,要借鉴循环农业和生态农业试点的成功经验,以点带面,扩大实施循环农业和生态农业的区域,估测和研究新地区实行循环农业和生态农业的可行性,逐步实现整个吉林省范围内普及循环农业和生态农业.目前,要继续推进循环农业和生态农业试点,做好循环农业和生态农业示范项目经验总结和推广,加强循环农业和生态农业技术研发和推广应用.

再次,要鼓励农民进行改革生产方式,提高其创新能力.为此,要对吉林省地区的农业技术改造进行投入,这也是实现循环农业和生态农业的有效途径之一.相关农技部门要帮助协调专项资金进行改革,并对农民的生产技术改革进行鼓励和引导.

最后,利用各种手段和方式,大力宣传循环农业和生态农业,提高农民的循环农业和生态农业意识,这样才能让农民按循环农业和生态农业的要求进行农业生产,使其成为农民的自觉追求目标.

(三)加强科学技术研究

随着科学技术的发展和人们认识的不断提高,低碳成为农业发展热点,低碳农业的研究也日趋成熟.因此吉林省也应该抓住机遇,发展低碳农业,加大对低碳农业的研究.

首先,加强相关实用技术的研究.（1）以当前的农产品加工的产业水平为发展背景,着力拓宽、深化各个阶段的相关技术的研究,提高整体的科技含量.（2）重视农副产品的深加工,增加其附加值,合理控制并降低农业生产中的碳排放.（3）鼓励农产品供应链领域相关技术的研发,使其更加有序统一,减少不必要的碳流失.（4）提高农药的科技含量,降低其对环境的危害,开发有利于生态建设的新型肥料.（5）加大科技对低碳农业发展的扶持力度,对可行性高的技术要鼓励和推广.

其次,推广相关的科技示范.根据国内外成功经验,吉林省要发展低碳农业,挖掘其潜力,科技示范园区必不可少.因此,一方面,依托相关的科学技术,完成标准、科学、效果明显的低碳农业科技示范园区,让农民看得见,摸得着,学得会.另一方面,还要向农业生产环节的各领域参与人员普及相关知识,形成低碳生产的意识.同时宣传新科学技术,更新人们的知识,学习当今世界其它国家先进的农业低碳科学技术,从而改善吉林省低碳农业目前的发展状况,提高其科技含量.

最后,鼓励低碳农业高端领域研究.现阶段,我国在低碳经济以及碳汇的科研水平较低,且以森林领域为主,而其他方面则涉猎较少.要发展吉林省低碳农业,挖掘其低碳农业的发展潜力,就不得不对农业碳汇方面进行深入研究.农业在生产过程中大部分资金用于购写农药和化肥,因此,首先,要深化碳基肥料的研发和推广；其次,必须重视地热资源的利用.地热被人们称作清洁绿色的再生能源,发展利用地热可减少碳排放,随着能源缺口日趋明显,地热的开发利用成为研究热点.吉林省地热资源十分丰富,重视程度不足,且发展滞后,整体水平低.因此,鼓励地热领域的开发研究,实质就是挖掘吉林省低碳农业的潜力,拓宽其发展路径.